Hopp til innhald
Fagartikkel

Analyse av logaritmefunksjonar

Ved analyse av logaritmefunksjonar må vi hugse på at det mest sannsynleg vil vere avgrensa kva for x-verdier som er aktuelle.

Som døme skal vi drøfte funksjonen f gitt ved

fx=lnx2-1

Definisjonsmengde

Etter definisjonen av den naturlege logaritmen,  a=elna , er den naturlege logaritmen til eit tal, a, talet du må opphøgje talet e i for å få talet a . Sidan elna alltid er positivt, så må også a alltid vere positivt. Det vil seie at den naturlege logaritmen berre er definert for positive tal.

Vår funksjon f gitt ved  fx=lnx2-1, er altså berre definert for  x2-1>0.

Vi teiknar forteiknslinja for  x2-1. Her ser vi kanskje raskt kva nullpunkta til uttrykket er utan å rekne på det?

Funksjonen er definert for  x, -11, .

Nullpunkt

      fx = 0lnx2-1=0     x2-1=1         x2=2         x=-2    x=2

Monotonieigenskapar og topp- og botnpunkt

Vi undersøkjer forteiknet til f'x.

Når vi skal derivere fx, må vi bruke kjerneregelen som ser slik ut:

f(x) = g(u(x))f'(x)=g'(u)·u'(x)

Vi får

fx = lnx2-1gu=ln(u)    ,                  u=x2-1g'u=1u      ,                   u'=2xf'x=g'u·u'x=1u·u'=1x2-1·2x=2xx2-1

Vi teiknar så forteiknslinja for f'x. Den deriverte er berre lik null når  x=0. Men dette er utanfor definisjonsmengda til funksjonen.

Av forteiknslinja til f'x kan vi lese at grafen søkk i intervallet , -1 og stig i intervallet 1, . Vi får difor ingen stasjonære punkt, som tyder ingen topp-, botn- eller terrassepunkt.

Krumningsforhold og vendepunkt

Vi undersøkjer forteiknet til f''x. Når vi skal finne den andrederiverte, bruker vi derivasjonsregelen for kvotient (brøk).

f'x = 2xx2-1=uv   ,     u=2x , v=x2-1f''x=u'·v-v'·uv2=2·x2-1-2x·2xx2-12=-2x2-2x2-12=-2x2+1x2-12

Nemnaren i denne brøken er alltid positiv i definisjonsområdet til f. Faktoren  x2+1  i teljaren er også alltid positiv. Teljaren er derfor alltid negativ. Det tyder at den dobbeltderiverte alltid er negativ, og grafen vil derfor alltid vende den hole sida ned. Grafen har ikkje noko vendepunkt.

No kjenner vi så mykje til forløpet av grafen at det er relativt enkelt å lage ei skisse av grafen for hand. (Grafen er her laga i GeoGebra.)